缓慢的氧反应动力学伴随着高过电位和来自正极和溶剂的寄生反应，是非质子锂-氧（Li-O2）电池面临的主要挑战。设计高效的催化剂来加速氧反应动力学是开发高性能Li-O2电池的关键。
基于此，北京大学郭少军教授报道了一种具有低Lewis酸性Pt原子的PtIr多枝体（multipods），用于改善过电位和稳定性的先进正极。
文章要点
1）研究人员首先将2，4-戊二酸铂（Pt(acac)2）、铱(III)-乙酰丙酮（Ir((acac)3)、抗坏血酸、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和油胺在空气气氛下混合到锥形烧瓶中。然后，混合物被加热和搅拌以沉淀出来。最后用环己烷和乙醇的混合物洗涤沉淀物，得到PtIr多枝体。
2）TEM图像显示，所制备的PtIr多枝体的长度为45 nm，宽度为10 nm。密度泛函理论（DFT）计算结果表明，由于Pt具有比Ir更高的电负性，导致Pt原子的Lewis酸性比纯Pt表面的低，因此电子从Ir向Pt转移的倾向很强。此外，PtIr表面Pt原子的低Lewis酸性导致高电子密度和d带中心下移，从而削弱了对中间体（LiO2）的结合能，这是实现低氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）过电位的关键。
3）实验结果显示，基于PtIr电极的Li-O2电池表现出非常低的放电/充电总过电位（0.44 V）和良好的循环寿命（180次），优于已报道的大部分贵金属基正极。
本研究为合理设计高效、低Lewis酸度的锂氧电池用贵金属催化剂提供了一种策略。
参考文献
Yin Zhou, et al, Lewis-Acidic PtIr Multipods Enable High-performance Li-O2 Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202114067
https://doi.org/10.1002/anie.202114067
